Электрохимические способы восстановления деталей

Восстановление деталей электроконтактной приваркой стальной ленты

Сущность процесса восстановления заключается в приварке мощными импульсами тока к поверхности детали стальной ленты. В сварочной точке, полученной от действия импульса тока, происходит расплавление ленты и поверхности детали. Металл ленты расплавляется не по всей толщине, а лишь в тонком поверхностном слое в месте контакта с деталью. Ленту приваривают по всей изношенной поверхности перекрывающимися точками, которые располагаются по винтовой линии. Перекрытие точек как вдоль рядов, так и между рядами достигается вращением детали со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и продольным перемещением сварочных клещей. С целью уменьшения нагрева детали и закалки слоя в зону сварки подают охлаждающую жидкость.

Твердость наплавленного слоя зависит от содержания углерода в материале ленты. Особенно высокую твердость обеспечивают хромистые и марганцовистые ленты.

Способ эффективен при восстановлении стальных и чугунных деталей с малыми износами (в пределах 0,3-0,5 мм и менее). Востанавливают этим способом посадочные места под подшипники и другие цилиндрические поверхности на валах, в стаканах подшипников и т. д.

Сначала проводят предварительную механическую обработку для удаления следов износа и обеспечения правильной формы изношенной поверхности. Затем из ленты, ширина которой соответствует ширине восстанавливаемого участка, отрезают заготовку. При установке на подготовленный участок вала зазор в стыке не должен превышать 0,3 мм. Оба конца заготовки в стыке предварительно приваривают к детали. Толщина ленты принимается с учетом диаметра подготовленного участка детали и припуска на окончательную обработку (0,2-0,3 мм). После предварительного закрепления ленту приваривают на установке. Амплитуда импульсов сварочного тока — 14-16 кА, длительность импульса — 0,008- 0,009 с. Усилие прижатия ролика — 1,3-1,6 кН. При восстановлении валов применяют установку ОКС-011-1-10, цилиндрических поверхностей корпусных деталей — ОКС-11-1-11.

Недостатком способа является ограниченная толщина наносимого слоя и сложность оборудования.

Разновидностью электроконтактной приварки является приварка проволоки при восстановлении резьбовых участков валов, которую укладывают во впадины резьбы.

Восстановление деталей электроконтактным напеканием порошков

Способ напекания порошков сочетает в себе ряд процессов, протекающих одновременно: прессование и спекание металлического порошка, припекание его к поверхности детали под действием давления и температуры. Сущность способа заключается в том, что между вращающейся деталью, установленной в шпинделе токарного станка, и медным роликом-электродом подают присадочный порошок. Ролик при помощи пневмо- или гидроцилиндра прижимается к детали с усилием 0,75-1,2 кН.

Схема электроконтактного напекания металлических порошков

Рис. Схема электроконтактного напекания металлических порошков:
1 — силовой цилиндр; 2 — ролик; 3 — бункер с порошком; 4 — деталь; 5 — трансформатор; 6 — нанесенный слой; 7 — прижимное усилие.

При проворачивании детали и ролика и в результате большого электрического сопротивления в месте их контакта порошок нагревается до 1000-1300°С. Нагретые частицы порошка спекаются между собой и с поверхностью детали. Для напекания порошка применяют большую силу тока (2600-3000 А на 1 см ширины ролика) и низкое напряжение (0,7-1,2 В).

Физическая сущность процесса заключается в том, что напекаемый слой не нагревается до температуры плавления. Спекание частиц порошка в слой и припекание слоя происходят за счет диффузионных процессов и сплавления частиц порошка в отдельных контактирующих точках их поверхности. Эта особенность процесса приводит к тому, что покрытие получается пористым. Заполненные маслом поры способствуют образованию устойчивой масляной пленки при работе сопряжения.

Качество слоя во многом зависит от размеров детали и ролика, давления, создаваемого роликом, химического состава порошка и частоты вращения детали. При диаметрах восстанавливаемых деталей 30-100 мм напеканием можно получить слой толщиной от 0,3 до 1,5 мм.

Преимущества процесса — высокая производительность, малая глубина теплового воздействия и высокая износостойкость слоя. К его недостаткам можно отнести ограниченность толщины напекаемого слоя и сложность оборудования.

Перспектива есть!

Шероховатость поверхностей деталей

Мы рассмотрели лишь малую часть используемых сегодня методов восстановления. Разработки новых технологий восстановления деталей активно ведутся по всему миру, и наша страна не исключение. Хотя «расти» нам еще есть куда. Сегодня в России около 20% парка грузовых машин имеют возраст 10 лет и более, тогда как в США машин этого возраста около 40%. База ремонтных учреждений в Штатах насчитывает 30 тысяч авторемонтных предприятий, 46 тысяч авторемонтных мастерских, специализирующихся на отдельных видах ремонта, а кроме того, около 200 тысяч СТО и пунктов мелкого ремонта, состоящих при АЗС. Несколько более скромная, но тоже впечатляющая картина развития ремонтно-восстановительных предприятий в других экономически развитых странах. Так, в Японии авторемонтных предприятий около 80 тысяч.

Будем надеяться, что в обозримом будущем Россия будет тоже иметь мощную индустрию ремонтно-восстановительных работ. Признаком движения в правильном направлении является широкое распространение агрегатного метода, когда на специализированном предприятии неработоспособный агрегат меняют на новый или восстановленный из оборотного фонда. Агрегатный метод отделяет процессы индустриального ремонта агрегатов от работ по их демонтажу и монтажу в эксплуатационных условиях, что значительно сокращает время простоя в ремонте, создает предпосылки для централизации работ по текущим и капитальным ремонтам агрегатов.

Восстановление деталей электромеханической обработкой

Электромеханический способ восстановления деталей основан на сочетании термического и силового воздействия на поверхностный слой. Его применяют для восстановления валов и осей с небольшим износом, а также как заключительную операцию при обработке деталей. Процесс заключается в следующем. Деталь, установленную в патроне токарного станка, через контактное устройство на шпинделе подсоединяют к одной из клемм вторичной обмотки трансформатора; ко второй клемме подсоединяют инструмент, изолированно установленный в резцедержателе суппорта станка. В зону контакта детали и инструмента подают ток 350—1300 А при напряжении 2-6 В. Ток большой силы и низкого напряжения мгновенно нагревает металл в зоне контакта до высокой температуры (800-900’С). Быстрый отвод теплоты внутрь детали способствует закалке поверхностного слоя. Этим способом можно получить шероховатость поверхности Ra 0,16 и исключить операцию шлифования. Одновременно улучшаются механические свойства поверхностного слоя детали за счет его закалки на глубину 0,1 мм.

Схема высадки и сглаживания металла

Рис. Схема высадки и сглаживания металла:
1 — деталь; 2 — высаживающий инструмент; 3 — сглаживающий инструмент, D0 — диаметр после сглаживания; D1 — диаметр после высадки; D2 — начальный диаметр.

При восстановлении изношенных осей и валов изношенную поверхность сначала обрабатывают высаживающим инструментом 2. Нагретый в зоне контакта металл выдавливается, образуя выступы, аналогичные резьбе. В результате диаметр детали увеличивается до диаметра D1. Вторым проходом сглаживающего инструмента 3 высаженную поверхность обрабатывают до необходимого размера D2.

Этим способом восстанавливают преимущественно поверхности валов неподвижных соединений (посадочные места под подшипники, шестерни, шкивы и т.д.) с износом не более 0,25 мм.

Введение дополнительного материала позволяет восстанавливать электромеханической обработкой детали с износом более 0,25 мм. В высаженную винтовую канавку навивают стальную проволоку, предварительно очистив ее, и приваривают роликовым инструментом.

Преимущества электромеханической обработки — высокая производительность, отсутствие коробления, низкая себестоимость. Основной недостаток — трудность получения в процессе обработки сплошного контакта инструмента с поверхностью, недостаточная стойкость высаживающих и сглаживающих пластин.

Пластическое деформирование восстанавливаемых деталей

Восстановление деталей способом пластического деформирования заключается в воссоздании их формы и размеров за счёт перераспределения металла под воздействием нагрузки, приложенной в определенном месте и в определенном направлении.

Изделия из низкоуглеродистых сталей (менее 0,3% углерода) и цветные сплавы реставрируют без подогрева. Средне- и высокоуглеродистые стали подогревают до температуры, определяемой по формуле: Тнагрева=(0,70,9)Тплавления

Основные виды пластического деформирования:

  • осадка или осаживание – изменение диаметра цилиндрического изделия путем приложения к торцам осевой нагрузки;
  • раздача и обжатие – воссоздание соответственно наружного и внутреннего рабочего диаметра полого тела вращения за счет увеличения (уменьшения) внутреннего нерабочего диаметра;
  • вытяжка – увеличение длины изделия за счет местного сужения его поперечного сечения;
  • накатка – обработка поверхностей с помощью зубчатого ролика;
  • правка – воссоздание формы и устранение изгиба и скручивания (может производиться под прессом путем создания местного поверхностного наклепа и с помощью местного нагрева);
  • электромеханический способ восстановления деталей, применяемый, как правило, для обработки тел вращения, включает две операции: создание на поверхности микрорельефа в виде спиральной линии; выглаживание до заданного размера посредством деформирующей пластины.

Похожие:

Учебник для вузов/Т. В. Плетенева, Е. М. Саломатин и др.; под ред. Т. В. Плетеневой. М.: Гэотар медиа, 2005Кокаин ва унинг наркологик аҳамияти. Кокаиннинг наркотик препаратлари ва уларнинг таҳлил усуллари Учебник для вузов/Т. В. Плетенева, Е. М. Саломатин и др.; под ред. Т. В. Плетеневой. М.: Гэотар медиа, 2005Фенотиазин ҳосилалари, уларнинг наркологик аҳамияти, турли объектлардан ажратиб олиш ва таҳлил усуллари
Перечень двухсторонних/многосторонних соглашений в секторе ж/д транспорта руСоглашение между Правительством Республики Узбекистан и Правительством Украины о сотрудничестве в области железнодорожного транспорта…. Учебник для вузов/Т. В. Плетенева, Е. М. Саломатин и др.; под ред. Т. В. Плетеневой. М.: Гэотар медиа, 2005Психотроп моддалар. Барбитуратларнинг наркологик аҳамияти. Барбитуратларни ранли, юпқа қатлам хроматографик, спектрофотометрик ва…
Дата Содержание 09. 03 Встреча «за круглым столом»Встреча «за круглым столом» «Экология и молодежь» в Ташкентском институте инженеров железнодорожного транспорта. Организована по… Учебник для вузов/Т. В. Плетенева, Е. М. Саломатин и др.; под ред. Т. В. Плетеневой. М.: Гэотар медиа, 2005Наркотик аналгетиклар. Опий истеъмол қилиш наркоманияси. Морфинизм. Морфин ҳосиласига кирувчи наркотиклар, уларнинг хоссалари ва…
Документы1. /Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта.doc Документы1. /ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОНОМИКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА.doc
Семинар проекта темпус для вузов ферганской долиныМинистерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан, Национальный офис Темпус Узбекистана, Ферганский… Постановление Президент а республики узбекистан 15. 06. 2005 г. N пп-100 о совершенствовании системы отчетности, представляемой субъектами предпринимательства, и усилении ответственности за ее незаконное истребованиеВ целях создания более благоприятных условий для деятельности субъектов предпринимательства, совершенствования системы отчетности…
Постановление Президент а республики узбекистан 15. 06. 2005 г. № Пп-100 о совершенствовании системы отчетности, представляемой субъектами предпринимательства, и усилении ответственности за ее незаконное истребованиеВ целях создания более благоприятных условий для деятельности субъектов предпринимательства, совершенствования системы отчетности…

Покрытие неметаллами

Покрытие неметаллами

Сущность данного способа состоит:

  • в нанесении на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность слоя двухкомпонентной полимерной композиции;
  • в фиксации с помощью вспомогательных приспособлений (при необходимости).

По сравнение с гальванизацией, нанесение неметаллических покрытий имеет ряд преимуществ:

  • простота, отсутствие необходимости в предварительной механической обработке ремонтируемой поверхности;
  • возможность нанесения толстого (10 – 15 мм) слоя полимера.

Вместе с тем, подобные покрытия заметно уступают металлам в износостойкости и долговечности.

Сущность упрочнения деформацией. Физика процесса

За счет чего улучшаются прочностные качества при деформировании поверхностного слоя? Хороший вопрос. Ответ на него кроется в радиационной теории атомного строения кристаллических веществ.

Ученым удалось доказать, что прочность зависит от количества дефектов кристаллического строения. По их подсчетам, тонкая металлическая нить из идеально чистого железа без точечных и линейных дефектов строения способна выдерживать колоссальные нагрузки. Однако реальные тела всегда имеют дефекты, поэтому несущая прочность такой проволоки в реальных условиях довольно маленькая. Но когда количество дефектов возрастает, то возникает парадоксальное явление – прочностные характеристики улучшаются. Это объясняется тем, что большое количество дефектов создает препятствия для их перемещения и выхода на поверхность зерен, то есть препятствует возникновению концентраторов напряжений.

Именно на этом и основано упрочняющее действие обработки давлением: при деформации возникает огромное количество дефектов внутри зерен. При этом сами зерна приобретают характерную форму – так называемую текстуру. Следует отметить, что данный метод позволяет не только повысить прочность и износостойкость, но и уменьшить шероховатость обрабатываемой поверхности.

Пайка изношенных деталей

Используется в основном при восстановлении или ремонте тонкостенных изделий, изготовленных из разнородных материалов, для устранения дефектов сварных швов и сборке схем электрооборудования. Порядок технологических операций при пайке:

  • Зачистка поверхности.
  • Обработка флюсом.
  • Пайка.

При всём разнообразии способов восстановления деталей стоит учесть, какие металлические конструкции будут подвергаться восстановлению. Исходя из этого выбор варианта осуществляется на основании комплекса задач, которые необходимо решить в конкретном случае. Это экономические параметры, распространенность или уникальность восстанавливаемого изделия, наличие оборудования и материалов, и, в итоге, целесообразность проведения ремонта.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий